Bei der Geothermie nutzt man die im Erdinneren bzw. der Erdkruste gespeicherte Energie.
Diese Energie kann genutzt werden, indem man einen Wärmetauscher in einem festen, zerklüfteten Gestein in großer Tiefe erstellt wird. Dazu wird unter hohem Druck Wasser in ein tiefes Bohrloch gepumpt, wo das Gestein Temperaturen von ca. 200 Grad Celsius hat. Der Wasserdruck öffnet vorhandene Risse im Gestein. Es bildet sich ein künstlicher Wärmetauscher oder ein Reservoir. Das mit Druck eingepumpte Wasser nimmt die Wärme des Gesteins auf und kommt durch eine oder mehrere Bohrungen - Produktionsbohrungen - wieder an die Oberfläche. In der Zentrale wird das erwärmte Wasser mittels Dampfturbine und Generator in Strom umgewandelt oder in ein Fernwärmenetz eingespeist. Das abgekühlte Wasser wird über Injektionsbohrung wieder in das Reservoir gepumpt und erwärmt sich von neuem, dabei handelt sich also um einen geschlossenen Wasserkreislauf.
Die Geothermie ist global gesehen eine langfristig nutzbare Energiequelle. Mit den Vorräten, die in den oberen drei Kilometern der Erdkruste gespeichert sind, könnte der derzeitige weltweite Energiebedarf für über 100.000 Jahre gedeckt werden. Allerdings ist nur ein kleiner Teil dieser Energie technisch nutzbar und die Auswirkungen auf die Erdkruste bei umfangreichen ärmeabbau sind noch unklar. Bei der Nutzung der Geothermie unterscheidet man zwischen
-Direkter Nutzung: also der Nutzung der Wärme selbst
-Indirekter Nutzung: der Nutzung nach Umwandlung in elektrische Energie in einem Geothermiekraftwerk
Mit Einschränkungen sind zur Optimierung der Wirkungsgrade auch hier Kraft-Wärme-Kopplungen (KWK) möglich. Vor allem in dünn besiedelten Gegenden bzw. an weit von Siedlungen mit Wärmebedarf entfernten Kraftwerksstandorten lassen sich nur schwer, KWK-Prozesse realisieren.
